事件视界望远镜将揭示M87黑洞的磁场
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2019年4月，全世界被一圈半光环环绕的不祥空洞给迷住了，哪怕只是一瞬间。这是第一张黑洞的直接图像。更具体地说，这是位于室女座星系Messier 87核心的一个超大质量引力深渊，距离地球约5400万光年。
现在，一个由科学家组成的大型国际合作组织对这些数据进行了更广泛的研究，在清除了一些噪音之后，发布了第一张黑洞的偏振图像，揭示了其磁场的结构。
这项研究今天发表在《天体物理学杂志快报》上的两篇论文中。 这些论文描述了该团队的观测设置，以及这些发现对理解M87中心黑洞的理论解释的意义。 这个洞是一个耀变体，意味着它有能量射流和亚原子粒子以接近光速的速度从吸积盘中喷出。 射流的特性由其周围的磁场定义，因此，了解这些磁场的结构可以为了解射流的更神秘的物理问题提供线索。
研究团队的科学家表示：“如果现在看这幅图像，我们看看那些极化矢量的行为，那么我们就可以由此推论出磁场的几何形状。从射流的物理学角度来看，这对我们来说非常有趣，因为我们知道为了使射流喷射的理论模型起作用，我们将需要具备什么条件。”
您可能会发现，新的图片看起来与原来的那幅轰动世界的图片非常相似，但是吸积盘（所有堆积在黑洞周围的物质）中的旋涡略多一些。 但是，新图像描述的是黑洞的更具体细节。 上一幅图显示了M87的等离子体核心发出的总光线。 当黑洞的磁场很弱时，等离子体会将磁场拉成圆形，光波会垂直于黑洞振荡，就好像不受磁场干扰一样。但是当磁场很强时，光波的偏振模式看起来会有所不同。 如果场强介于两者之间，发出的偏振光就会呈现出更螺旋的形状。
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上图：梅西耶87星系(中间)，它包含了事件视界望远镜拍摄到的黑洞。
研究团队告诉我们：“这项研究表明，M87内部吸积流的投影图像非常接近黑洞，看起来是环形对称的，或者说是方位对称的。这种垂直磁场结构表明，磁场并不总是软弱无力地与吸积流…的其余部分一起移动。磁场是相对论喷流的关键脚手架。”
实际上，这个团队的天体物理学家们已经拉开了黑洞行为的帷幕。
科学家表示，未来的“圣杯”将是更好地看到M87核心的最内部运作；具体地说，更大规模的条件，形成一个巨大的等离子喷流，将其弹射，准直，并加速它。目前，图像及其背后的数据噪音太大，看不到更多东西，比如，过度曝光的图像可能只显示对比度最高的物体。随着Event Horizon望远镜阵列中安装更多的望远镜，研究小组将能够看到磁场几何结构如何变化，以及如何改变从银河系核心发出的喷流的形状。
科学家还表示：“有一种说法是磁场是惰性的，因为它们不做功。所以磁场，你们知道，它们不施加与它们平行的磁力。它们施加垂直于它们的磁力。根据功的定义，如果力垂直于物体运动的方向，它就不做功。但磁场实际上非常懒惰，它们只是绕着黑洞工作，只是利用黑洞为它们工作。”
【事件视界望远镜将揭示M87黑洞的磁场】黑洞，远不是一个巨大的虚无，实际上是一些非凡物理学的舞台，在这个地方，无形的力量向宇宙发射出比你所知的任何距离都要长的光束，似乎是在无视和挑战黑洞众所周知的不可逃脱的引力。
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